專利名稱：一種純凈化氮化錳合金超低雜質(zhì)含量的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化錳合金，具體地說(shuō)是一種純凈化氮化錳合金超低雜質(zhì)含量的處理方法。
按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)氮化錳的方法，在氮?dú)鈿夥罩杏傻V石直接還原金屬錳的過(guò)程中，利用金屬錳在高溫下吸氮的性質(zhì)制備氮化錳合金，由此方法得到氮化錳合金氮含量低、雜質(zhì)元素高，目前從市場(chǎng)上的得到的最純凈的氮化錳元素(wt％)含量為N＞6.0，C＜0.05，P＜0.05，Si＜1.0，S＜0.05，余量為Mn，因此無(wú)法滿足含氮量高的高性能合金的要求。但還沒(méi)有氮含量高、雜質(zhì)元素低的純凈化氮化錳產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是提供一種氮含量高、雜質(zhì)元素低的純凈化氮化錳的處理方法，用以滿足含氮量高的高性能合金的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是按如下步驟操作1.將金屬錳脫硫、脫碳、脫磷，使錳中硫、碳、磷含量降至C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后，置于一密封的、其壁上裝有兩根不銹鋼管的不銹鋼容器里；3.將上述不銹鋼容器放進(jìn)電爐中，將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮?dú)庠春褪⑺萜鳎?.打開(kāi)氮?dú)庠吹耐忾y，向盛有上述金屬錳的不銹鋼容器中充純氮?dú)?，?dāng)盛水容器里的不銹鋼管開(kāi)口處有氣泡流出時(shí)，觀測(cè)氮?dú)獾牧髁?，給電爐送電，升溫至450～1100℃，保溫20～200小時(shí)；
5.電爐斷電，繼續(xù)充氮?dú)庵敛讳P鋼容器溫度降溫至室溫，此時(shí)其內(nèi)盛有的所述金屬錳為超低雜質(zhì)含量的氮化錳合金。
所述金屬錳可用雜質(zhì)元素低的電解金屬錳代替。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.氮含量高，雜質(zhì)元素低。采用本發(fā)明得到的氮化錳大大地降低了氮化錳中的雜質(zhì)元素含量，其中S、P含量可降低近10倍。
2.應(yīng)用性強(qiáng)。經(jīng)本發(fā)明處理后所得到的純凈化氮化錳，使一些要求極為嚴(yán)格的、市場(chǎng)上沒(méi)有的、特殊鋼的生產(chǎn)成為可能，如軍工用高氮高錳材料、含氮不銹鋼等，它適于冶金行業(yè)大批量生產(chǎn)高質(zhì)量鋼及合金的要求。
3.方法簡(jiǎn)單易行。本發(fā)明從金屬錳的雜質(zhì)元素著手，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理，能進(jìn)一步降低硫、磷、碳的含量，從而取得超低雜質(zhì)含量的純凈化氮化錳。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1其具體操作步驟如下1.首先把電解金屬錳利用真空感應(yīng)爐經(jīng)過(guò)脫硫、脫碳、脫磷處理，使錳中的硫、碳及磷含量降低到C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.把經(jīng)過(guò)上述處理的電解金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒，再把錳粒放置到一密閉的不銹鋼箱中，在這個(gè)不銹鋼中通有兩根不銹鋼管，做為制備氮化錳的進(jìn)氮?dú)夂统龅獨(dú)獾耐罚?.將內(nèi)盛有電解金屬錳顆粒的密閉的不銹鋼箱置入馬福爐中，經(jīng)其中一根不銹鋼管充純氮?dú)獾讲讳P鋼箱中，另一根不銹鋼管的管頭處放置到一盛有水的盒中，以便在通氮?dú)鈺r(shí)直觀的觀測(cè)氮?dú)獾牧髁浚?.在這一切準(zhǔn)備就緒后，開(kāi)通氮?dú)獾耐忾y，使氮?dú)饬魅氩讳P鋼箱中，排除不銹鋼箱里的空氣，當(dāng)水盒中有氣泡流出時(shí)，送電，給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在840℃，保溫64小時(shí)；5.將馬福爐斷電，繼續(xù)經(jīng)不銹鋼管向不銹鋼箱通氮?dú)?，直至盛有所述電解金屬錳的不銹鋼箱降至室溫為止。
處理后具體技術(shù)數(shù)據(jù)為原電解金屬錳的硫、磷、碳含量為S＝0.04，P＝0.005，C＝0.04，經(jīng)過(guò)脫雜質(zhì)元素處理后的電解金屬錳為S＝0.007，P＝0.002，C＝0.018，將處理后的電解金屬錳破碎至小于Φ2的小顆粒，經(jīng)過(guò)在840℃溫度下，保溫64小時(shí)后，得到氮化錳的各元素含量，取四點(diǎn)隨機(jī)采樣分析如下
結(jié)果表明氮化錳的氮含量較為平行，取其平均值為6.3％，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院金屬研究所試用本發(fā)明處理后的超低雜質(zhì)含量的氮化錳為原料，生產(chǎn)高氮均質(zhì)化不銹鋼取得了滿意的結(jié)果。
實(shí)施例2其具體操作步驟如下1.首先把金屬錳利用真空感應(yīng)爐經(jīng)過(guò)脫硫、脫碳、脫磷處理，使錳中的硫、碳及磷含量降低到C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；2.把經(jīng)過(guò)上述處理的金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒，再把錳粒放置到一密閉的不銹鋼箱中，在這個(gè)不銹鋼中通有兩根不銹鋼管，做為制備氮化錳的進(jìn)氮?dú)夂统龅獨(dú)獾耐罚?br> 3.將內(nèi)盛有金屬錳顆粒的密閉的不銹鋼箱置入馬福爐中，經(jīng)其中一根不銹鋼管充純氮?dú)獾讲讳P鋼箱中，另一根不銹鋼管的管頭處放置到一盛有水的盒中，以便在通氮?dú)鈺r(shí)直觀的觀測(cè)氮?dú)獾牧髁浚?.在這一切準(zhǔn)備就緒后，開(kāi)通氮?dú)獾耐忾y，使氮?dú)饬魅氩讳P鋼箱中，排除不銹鋼箱里的空氣，當(dāng)水盒中有氣泡流出時(shí)，送電，給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在1100℃，保溫200小時(shí)；5.將馬福爐斷電，繼續(xù)經(jīng)不銹鋼管向不銹鋼箱通氮?dú)?，直至盛有所述金屬錳的不銹鋼箱降至室溫為止。
采用本發(fā)明方法，兩次處理氮化錳的元素(wt％)含量如下
從市場(chǎng)上購(gòu)買的吉林鐵合金廠(吉Q/JTC.H42-27-95)生產(chǎn)的最純凈的氮化錳元素含量如下N＞6.0％，C＜0.05，P＜0.05，Si＜1.0，S＜0.05。
可見(jiàn)，采用本發(fā)明得到的氮化錳已經(jīng)極大地降低了氮化錳中的雜質(zhì)元素含量，其中S、P含量可降低近10倍。
實(shí)施例3與實(shí)施例1不同之處在于給馬福爐加熱升溫，將溫度控制在450℃，保溫20小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種純凈化氮化錳合金超低雜質(zhì)含量的處理方法，其特征在于操作步驟如下a.將金屬錳脫硫、脫碳、脫磷，使錳中硫、碳、磷含量降至C＜0.02，S＜0.01，P＜0.01，余量為Mn；b.將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后，置于一密封的、其壁上裝有兩根不銹鋼管的不銹鋼容器里；c.將上述不銹鋼容器放進(jìn)電爐中，將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮?dú)庠春褪⑺萜鳎籨.打開(kāi)氮?dú)庠吹耐忾y，向盛有上述金屬錳的不銹鋼容器中充純氮?dú)猓?dāng)盛水容器里的不銹鋼管開(kāi)口處有氣泡流出時(shí)，觀測(cè)氮?dú)獾牧髁?，給電爐送電，升溫至450～1100℃，保溫20～200小時(shí)；e.電爐斷電，繼續(xù)充氮?dú)庵敛讳P鋼容器溫度降溫至室溫，此時(shí)其內(nèi)盛有的所述金屬錳為超低雜質(zhì)含量的氮化錳合金。
2.按照權(quán)利要求1所述純凈化氮化錳合金超低雜質(zhì)含量的處理方法，其特征在于所述金屬錳可用雜質(zhì)元素低的電解金屬錳代替。
全文摘要
一種純凈化氮化錳合金超低雜質(zhì)含量的處理方法,步驟為將金屬錳脫硫、碳、磷,使錳中硫、碳、磷含量降至C<0.02,S<0.01,P<0.01;將上述金屬錳破碎至小于Φ2的顆粒后置于不銹鋼容器里;放進(jìn)電爐中,將不銹鋼容器上的不銹鋼管分別接通純氮?dú)庠春褪⑺萜?充純氮?dú)?觀測(cè)氮?dú)獾牧髁?給電爐送電,升溫至450～1100℃,保溫20～200小時(shí);電爐斷電,繼續(xù)充氮?dú)庵敛讳P鋼容器溫度降溫至室溫即可。本發(fā)明氮含量高、雜質(zhì)元素低。
文檔編號(hào)C22C1/00GK1361299SQ00134349
公開(kāi)日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2000年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月25日
發(fā)明者董加勝, 繆汝洪, 馬祿銘, 戎利建, 李依依, 楊柯 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所